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    筑夢“天宮”|“航天員專列”不辱使命,不斷優化提高安全性

    5月30日,托舉著神舟十六號載人飛船的長征二號F遙十六運載火箭在酒泉衛星發射中心點火升空,本次發射是中國空間站應用與發展階段的首次載人發射任務。


    (資料圖片)

    長征二號F火箭是由中國航天科技集團一院抓總研制的載人火箭,全程參與了中國載人航天工程“三步走”戰略的每一步,是我國現役唯一具有故障檢測系統和逃逸系統的火箭,肩負著保障航天員安全進入太空的特殊使命和責任。

    搭載神舟十六號飛船的長征二號F遙十六運載火箭進行垂直轉運。

    優化改進的腳步從未停下

    載人火箭有“航天員專列”之稱,載人航天,人命關天,對于載人運載火箭來說,航天員的生命安全是最重要的,“高可靠、高安全”是載人火箭始終不變的追求。雖然發射成功率達100%,但研制團隊從未停下優化改進的腳步。

    一院長征二號F運載火箭(下文簡稱:長二F火箭)副總設計師劉烽介紹稱,相比發射神舟十五號的遙十五火箭,本發火箭共有20項技術狀態變化。研制團隊重點圍繞冗余度提升和工藝改進,持續提升火箭的可靠性,同時繼續推進箭上多個電氣系統元器件國產化工作,不斷提升產品自主可控水平。

    研制團隊還以數字化、信息化手段賦能火箭,為數據判讀引入“智”變。依靠遠程測發支持系統的持續建設,實現了長二F火箭測試數據前后方實時互通,后方設計人員能夠更加便捷、全面地了解火箭相關數據,開展實時監測判讀與數據分析,并同步在大屏上可視化展示。不僅如此,后方強大的數據自動判讀與分析工具以及完善的專家團隊,將更好地保證數據判讀的覆蓋性和可靠性,提高了工作效率。

    在質量管控方面,研制團隊始終堅持以最高標準、最嚴要求狠抓質量工作,確保“狀態嚴控、過程嚴管、產品優選、人員優配”。以發射場質量工作為例,研制團隊充分繼承發射場工作經驗,圍繞7類要點與7類“再確認”,明確了58項質量工作項目。

    通過針對所有故障模式制定有效措施,如設置強制檢驗點等,研制團隊進一步降低了全箭故障發生的概率,提升了火箭可靠性。此次長二F遙十六運載火箭可靠性設計改進工作持續開展,繼續從冗余度提升和工藝性能改進方面進行改進。例如,進一步提升火工品的發火環節冗余程度,提升分離可靠性。

    針對涉及控制系統、火工品、發動機等的關鍵產品,影響飛行成敗的點火、分離等關鍵環節,長二F運載火箭團隊開展了設計指標閉合檢查工作。針對點火—起飛、逃逸塔分離、助推器分離、級間分離、整流罩分離、船箭分離等多個正常飛行時序功能,4個逃逸程序和船箭應急分離飛行時序功能,開展指標閉合性檢查。通過對火箭各系統射前地面工作流程和飛行時序的設計正確性,系統間時序動作協調匹配性,控制系統、火工品、發動機等重要產品的設計狀態、實際指標等重要因素進行復查確認,保證全箭飛行動作的穩妥可靠。

    長二F運載火箭副總設計師劉烽介紹說,火箭的控制系統應用了起飛時間偏差修正技術,使火箭點火時間出現偏差時,可以在一定范圍內自動修正軌道完成入軌和交會對接任務。同時,型號隊伍對遙測系統也進行了升級迭代,使遙測精度得到進一步提升。

    長征二號F運載火箭執行任務以來發發成功,發射成功率100%,被譽為“金牌火箭”。

    細節打造神箭

    自執行長二F遙十二運載火箭任務起,長二F運載火箭研制團隊進入“發射1發、備份1發”及“滾動備份”的發射模式,兩發火箭輪流“站崗”。“值班”火箭如接到應急救援命令,可隨時實施應急救援發射,保障航天員生命安全。在為航天員的生命安全加上“雙保險”的同時,研制團隊的工作量也大幅增加,對發射場操作提出了新的更高的要求。

    基于“滾動備份”的發射模式,團隊設計了“串行”和“并行”兩種測試發射流程,并在此基礎上,將兩者的優點結合起來,設計了“串并行”測試發射流程。“串并行”模式可比“串行”模式節省7天時間,比“并行”模式僅多4天,不僅可以保證人力資源的高效利用,還可以兼顧整流罩線和逃逸塔線的工作,進一步提高發射場工作效率。

    簡化重復測試項目,調整測試順序,并行、穿插工作……在確保發射可靠性的前提下,團隊不斷梳理、優化發射場流程,提升測發效率。如今長二F火箭“發一備一”的發射場流程已從37天壓縮至35天。

    流程壓縮的同時,面對快節奏發射,團隊加快了對火箭優化改進的步伐。劉烽介紹,在地面設備更新改造的基礎上,長二F遙十六運載火箭進一步提升數字化能力,增加火箭狀態監測與總體網接口,使得相關數據能夠在總體網上進行實時監控,更加便捷、全面了解火箭數據。基于遠程發射支持系統,本次火箭的測試數據實現了前后方的互通。在北京遠程測試中心,可以依托后方強大的分析工具,以及完善的專家團隊,提升數據判讀的覆蓋性和可靠性。

    火箭和地面設備的新技術狀態變化,提高了火箭的可靠性、安全性和抗風險能力,射前發射流程操作也更加自動化、更簡便,減少了人為操作失誤風險,但這同時也是挑戰。型號隊伍始終堅持質量是政治、質量是生命、質量是效益的質量意識,按照最高標準嚴把質量關,共策劃66項工作項目,全面理清技術狀態變化對發射場工作的影響,重點查看地面設備新測試細則落實情況,嚴格檢查載人狀態特有測試項目,前后方聯動對軟件更改、工藝變化等進行再把關、再確認,全力確保發射任務過程完美、結果圓滿。

    未來幾年,長二F運載火箭還將繼續以每年2發的高頻率執行發射任務,在我國空間站運營過程中擔綱重任。研制團隊的專家表示,團隊將以更飽滿的熱情、更昂揚的斗志,團結奮斗譜寫中國航天事業發展的新篇章。

    責任編輯:Rex_30

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    · 2023-05-30 09:09:09
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